اكتشاف جديد يتيح إنتاج سيارات كهربائية سريعة الشحن

اكتشف الباحثون طريقة لمنع الآثار الجانبية الضارة والمحتملة الخطورة التي يمكن أن تحدث أثناء الشحن السريع والذي يعرف بـ"طلاء الليثيوم"، في إنجاز كبير لصناعة السيارات الكهربائية.

تحدث هذه الظاهرة عندما تتراكم أيونات الليثيوم على سطح أنود البطارية (المعروف أيضًا باسم القطب السالب) بدلاً من إدخال نفسها فيه عبر عملية تسمى الإقحام.

ونتيجة لذلك، تشكل الأيونات طبقة من الليثيوم المعدني الذي يستمر في النمو فوق القطب الموجب. فقد يؤدي ذلك إلى إتلاف البطارية وتقليل عمرها الافتراضي وتقليل أدائها الإجمالي والتسبب في حدوث دوائر قصيرة قد تؤدي إلى نشوب حريق أو انفجار، حسبما نقل موقع TheNextWeb.

ووجد فريق البحث، بقيادة الدكتور شويكون لو من جامعة كوين ماري في لندن، أن المفتاح لقمع طلاء الليثيوم في أنود الجرافيت هو تحسين بنيته المجهرية. ويتم ذلك عن طريق ضبط مورفولوجيا الجسيمات والقطب الكهربائي لضمان نشاط تفاعل متجانس وتقليل تشبع الليثيوم المحلي.

وقال الدكتور شويكون لو:" لقد كشف بحثنا أن آليات التحلية لجزيئات الجرافيت تختلف في ظل ظروف مختلفة، اعتمادًا على شكل سطحها وحجمها وشكلها واتجاهها"." يؤثر إلى حد كبير على توزيع الليثيوم وميل طلاء الليثيوم"."بمساعدة نموذج بطارية رائد ثلاثي الأبعاد، يمكننا التقاط متى وأين يبدأ طلاء الليثيوم ومدى سرعة نموه."

تقدم الدراسة رؤى حول العمليات الفيزيائية لإعادة توزيع الليثيوم داخل جزيئات الجرافيت أثناء الشحن السريع. وهذه الدروس يمكن أن تمكن من تطوير بروتوكولات شحن سريع متقدمة وأكثر كفاءة.

كذلك هناك اكتشاف آخر لا يقل أهمية يتعلق بتحسين البنية المجهرية للأنود يمكن أن يعزز كثافة طاقة البطارية، مما يعني قطع مسافات أطول بشحنة واحدة.

وأشار الدكتور لو إلى أن "هذا إنجاز كبير يمكن أن يكون له تأثير كبير على مستقبل السيارات الكهربائية". وتعد بطاريات السيارات الكهربائية ذات الشحن الأسرع والأطول أمدا حاسمة في تمكين انتقالنا الكامل إلى التنقل الكهربائي.